(57)【要約】【課題】動作電圧が低く静電気耐性が高い高出力窒化物半導体発光素子を提供する。【解決手段】本発明による窒化物発光素子は、基板上に形成されたｎ側コンタクト層と、上記ｎ側コンタクト層上に形成された電流拡散層と、上記電流拡散層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成されたｐ型クラッド層とを含む。上記電流拡散層は、上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より高い電子濃度を有する第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より低い電子濃度を有する第２ＩｎＡｌＧａＮ層とが交互に積層され形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたｎ側コンタクト層と、
上記ｎ側コンタクト層上に形成された電流拡散層と、
上記電流拡散層上に形成された活性層と、
上記活性層上に形成されたｐ型クラッド層とを含み、
上記電流拡散層は、上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より高い電子濃度を有する第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より低い電子濃度を有する第２ＩｎＡｌＧａＮ層とが交互に積層され形成されたことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
上記ｎ側コンタクト層の電子濃度は１×１０１８ないし５×１０１８cm‐３である請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度は１×１０２０cm‐３以下で、上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度は１×１０１６cm‐３以上である請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
上記ｎ側コンタクト層の電子濃度は３×１０１８ないし５×１０１８cm‐３である請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
上記電流拡散層は、上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層を各々一つ以上含み、全体として３層以上のＩｎＡｌＧａＮ層を含む請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
上記電流拡散層は、上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層を各々２層以上含み、全体として４層以上のＩｎＡｌＧａＮ層を含む請求項５に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
上記電流拡散層と上記活性層との間にｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層をさらに含む請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
上記n型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の電子濃度は、上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度より低く、上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度よりは高い請求項７に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
上記n型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の電子濃度は、上記ｎ側コンタクト層の電子濃度と同じか上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より低い請求項７に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
上記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の電子濃度は５×１０１７ないし１×１０１８cm‐３である請求項７に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１１】
上記電流拡散層の最下層は上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層である請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１２】
上記電流拡散層の最上層は上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層である請求項１１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１３】
上記電流拡散層の最上層は上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層である請求項１１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１４】
上記電流拡散層の最下層は上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層である請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１５】
上記電流拡散層の最上層は上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層である請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１６】
上記電流拡散層の最上層は、上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層である請求項１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１７】
上記電流拡散層は階段型の電子濃度プロファイルを有する請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１８】
上記電流拡散層はデルタドーピングによって尖ったピーク形態のスパイク部を有する電子濃度プロファイルを有する請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１９】
上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層中少なくとも一方は臨界弾性厚さ以下の厚さを有する請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２０】
上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層中少なくとも一方は１００Å以下の厚さを有する請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２１】
上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層中少なくとも一方は６０Å以下の厚さを有する請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２２】
上記電流拡散層は超格子構造の多層薄膜を成す請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２３】
上記ｎ側コンタクト層と電流拡散層には、Ｓｉドーパントが添加される請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２４】
上記ｎ側コンタクト層と電流拡散層には、Ｓｉドーパントと共にＩｎが添加される請求項２３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２５】
上記ｐ型クラッド層には、Ｍｇドーパントが添加される請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項２６】
上記p型クラッド層には、Ｍｇドーパントと共にＩｎが添加される請求項２５に記載の窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化物半導体発光素子に関する。より具体的には、高い発光効率を示し且つ動作電圧が低く静電気放電（Electrostatic Discharge;ESD）耐性の高い窒化物半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近ＧａＮなどのIII‐Ｖ窒化物半導体は、優れた物理的、化学的特性から発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子の核心素材として脚光を浴びている。III‐Ｖ窒化物半導体材料を利用したＬＥＤあるいはＬＤは青色または緑色波長帯の光を得るための発光素子によく用いられ、こうした発光素子は電光板、照明装置など各種製品の光源に応用される。上記III‐Ｖ 窒化物半導体は通常ＩｎｘＡｌｙＧａ（１‐ｘ‐ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有するＧａＮ系物質から成る。
【０００３】
図１に示すように、一般に窒化物半導体を使用したＬＥＤ発光素子（１０）は、絶縁性基板であるサファイア 基板（１１）上にＧａＮから成るバッファ層（１３）、ｎ型ＧａＮ系クラッド層（１４）、ＩｎＧａＮ／ＧａＮの単一量子井戸構造または多重量子井戸構造の活性層（１６）、及びｐ型ＧａＮ系クラッド層（１８）が順次積層された基本構造を有する。メサエッチングにより露出したｎ型ＧａＮ系クラッド層（１４）の上面にはｎ側電極（２４）が形成され、ｐ型ＧａＮ系クラッド層（１８）上にはＩＴＯなどから成る透明電極層（２０）とｐ側電極（２２）が形成される。日本特許公開公報平１０‐１３５５１４号には、発光効率及び発光光度を向上させるために、アンドープ（undoped）ＧａＮの障壁層とアンドープＩｎＧａＮの井戸層とを含んで成る多重量子井戸構造を有する活性層が開示され、それと共に上記障壁層のバンドギャップ（band gap）より大きいバンドギャップを有するクラッド層が開示されている。
【０００４】
しかし、窒化物半導体発光素子を照明用光源や屋外ディスプレーの光源に使用するためには、上記発光素子の光出力をより向上させる必要がある。とりわけ、窒化物半導体ＬＤにおいては、さらに低い閾電圧（threshold voltage）を具現してより安定した動作特性を示すよう一層多くの改善が必要である。さらに、窒化物半導体ＬＥＤにおいては、動作電圧（Ｖｆ）をより下げて発熱量を減らし信頼性と寿命を向上させる必要がある。
【０００５】
さらに、窒化物半導体発光素子は通常静電気放電（ＥＳＤ）に対する耐性が弱いので、静電気放電特性を改善させる必要がある。窒化物半導体ＬＥＤまたはＬＤを取り扱うか使用する過程において、人体や物から発生し易い静電気により窒化物半導体ＬＥＤ／ＬＤが破損されかねない。こうしたＥＳＤによる窒化物発光素子の損傷を抑制すべく様々な研究が進んできた。例えば、米国特許第６、５９３、５９７号は、同一基板にＬＥＤ素子とショットキーダイオードを集積しＬＥＤとショットキーダイオードを並列連結させてＥＳＤから発光素子を保護する技術を開示している。そのほかにも、ＥＳＤ耐性を改善させるために、ＬＥＤをゼナーダイオード（zenor diode）と並列連結させる方法が提示されている。しかし、このような方案は別途のゼナーダイオードを購入して組み立てたりショットキー接合を形成しなければならない煩わしさを招き、素子製造費用を増加させる。
【特許文献１】日本特許公開公報平１０‐１３５５１４号
【特許文献２】米国特許第６、５９３、５９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためのものとして、本発明の目的はより大きい出力が得られ、動作電圧が低い窒化物半導体発光素子を提供することである。
【０００７】
さらに、本発明の目的は、ＥＳＤ耐性向上のための他素子を具備する必要なく高いＥＳＤ耐性を具現可能な窒化物半導体発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題を成し遂げるために、本発明による窒化物半導体発光素子は、基板上に形成されたｎ側コンタクト層と、上記ｎ側コンタクト層上に形成された電流拡散層と、上記電流拡散層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成されたｐ型クラッド層とを含む。上記電流拡散層は、上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より高い電子濃度を有する第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より低い電子濃度を有する第２ＩｎＡｌＧａＮ層とが交互に積層され形成される。
【０００９】
本発明の核心的な特徴は、ｎ側コンタクト層と活性層との間に多層膜構造を有する上記電流拡散層が挿入されている点である。この電流拡散層はｎ側コンタクト層の電子濃度より高い電子濃度を有する第１ＩｎＡｌＧａＮ層と、ｎ側コンタクト層の電子濃度より低い電子濃度を有する第２ＩｎＡｌＧａＮ層とを交互に積層することにより形成されたものである。こうした多層膜構造を有する電流拡散層をｎ側領域に挿入することにより、ｎ側領域において電流をより効果的に拡散させ得るようになる。こうして、動作電圧が下がり発光効率が増加する。
【００１０】
本発明の好ましき実施形態によれば、上記ｎ側コンタクト層の電子濃度は１×１０１８ないし５×１０１８cm‐３である。この場合、上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度は１×１０２０cm‐３以下であることが好ましく、上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度は１×１０１６cm‐３以上であることが好ましい。好ましくは、上記ｎ側コンタクト層の電子濃度は３×１０１８ないし５×１０１８cm‐３である。
【００１１】
本発明の実施形態によれば、上記電流拡散層は上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層を各々一つ以上含み、全体として３層以上のＩｎＡｌＧａＮ層を含む。好ましくは、上記電流拡散層は上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層を各々２層以上含み、全体として４層以上のＩｎＡｌＧａＮ層を含む。上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層とは交互に多数回繰り返し積層され得る。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、上記窒化物半導体発光素子は上記電流拡散層と上記活性層との間にｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層をさらに含むことができる。この場合、上記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の電子濃度は上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度より低く、上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度よりは高い。好ましくは、上記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の電子濃度は上記ｎ側コンタクト層の電子濃度と同じか上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より低い。好ましくは、上記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の電子濃度は５×１０１７ないし１×１０１８cm‐３である。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、上記電流拡散層の最下層は上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より高い濃度を有する上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層であり得る。この場合、上記電流拡散層の最上層は上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より低い濃度を有する上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層でもよく、上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より高い濃度を有する上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層でもよい。
【００１４】
本発明の他実施形態によれば、上記電流拡散層の最下層は上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より低い濃度を有する上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層であり得る。この場合、上記電流拡散層の最上層は上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より高い濃度を有する上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層でもよく、上記ｎ側コンタクト層の電子濃度より低い濃度を有する上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層でもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、上記電流拡散層は階段型の電子濃度プロファイルを有することができる。他実施形態によれば、上記電流拡散はデルタドーピングによって尖ったピーク（peak）形態のスパイク（spike）部を有する電子濃度プロファイルを有することも可能である。
【００１６】
本発明の好ましき実施形態によれば、上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層中少なくとも一方は臨界弾性厚さ以下の厚さを有する。上記第１及び第２ＩｎＡｌＧａＮ層両方とも臨界弾性厚さ以下の厚さを有することが好ましい。好ましくは、上記第１ＩｎＡｌＧａＮ層と上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層中少なくとも一方は１００Å以下、さらに好ましくは６０Å以下の厚さを有する。上記電流拡散層は超格子構造の多層薄膜を成すことが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明によれば、ｎ側領域に該する上記ｎ側コンタクト層と電流拡散層にはＳｉドーパントが添加されることが好ましく、ｐ側領域に該する上記ｐ型クラッド層にはＭｇドーパントが添加されることが好ましい。ひいては、上記ｎ側コンタクト層と電流拡散層には、Ｓｉドーパントと共にＩｎが添加されることがより好ましい。また、上記ｐ型クラッド層には、Ｍｇドーパントと共にＩｎが添加されることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高電子濃度の第１ＩｎＡｌＧａＮ層と低電子濃度の第２ＩｎＡｌＧａＮ層とが交互に積層され形成された多層膜構造の電流拡散層を、ｎ側コンタクト層と活性層との間に挿入することにより、窒化物半導体発光素子の光出力を高くし、動作電圧を下げることが可能になる。
【００１９】
これと共に、上記電流拡散層内の第１ＩｎＡｌＧａＮ層／第２ＩｎＡｌＧａＮ層／第１ＩｎＡｌＧａＮ層の積層構造が一種のキャパシタの役目を果たすので、発光素子の静電気耐性を改善させられ、高信頼性の発光素子を具現可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付の図を基に本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他形態に変形されることが可能で、本発明の範囲が以下説明する実施形態に限定されるわけではない。本発明の実施形態は当業界において平均的な知識を有する者に対し本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることもあり、図上の同一符合で表示される要素は同一要素である。
【００２１】
図２は本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子の断面図である。図２によると、窒化物半導体発光素子（１００）はサファイアなどから成る基板（１０１） 上に順次形成されたアンドープＧａＮ層（１０２）、ｎ側コンタクト層（１０３）、電流拡散層（１２０）、活性層（１４０）及びｐ型クラッド層（１５０）を含む。ｐ型クラッド層（１５０）上にはｐ側コンタクト層（１６０）が積層される。
【００２２】
上記アンドープＧａＮ層（１０２）、ｎ側コンタクト層（１０３）及び電流拡散層（１２０）は上記発光素子（１００）のｎ側領域（３０）を成し、上記ｎ側コンタクト層（１０３）、電流拡散層（１２０）はｎ型ドーパントがドープされたｎ型ＩｎＡｌＧａＮから成る。ｎ型ドーパントとしては、例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎなどを使用可能で、その中でもＳｉが好ましい。
【００２３】
一方、上記ｐ型クラッド層（１５０）、ｐ側コンタクト層（１６０）はｐ側領域（４０）を成し、ｐ型ドーパントがドープされたｐ型ＩｎＡｌＧａＮから成る。ｐ型ドーパントには例えば、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅなどを使用可能で、その中でもＭｇが好ましい。ｎ側領域（３０）とｐ側領域（４０）との間に介在する活性層（１４０）は例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮの多重量子井戸構造を有することが可能である。
【００２４】
電流拡散層（１２０）は、ｎ側コンタクト層（１０３）と活性層（１４０）との間に介在する。この電流拡散層（１２０）は、ｎ側コンタクト層（１０３）の電子濃度を基準にこれより高い電子濃度を有するＩｎＡｌＧａＮ層とこれより低い電子濃度を有するＩｎＡｌＧａＮ層とを交互に含む。電流拡散層（１２０）は上記高電子濃度のＩｎＡｌＧａＮ層と低電子濃度のＩｎＡｌＧａＮ層を各々少なくとも一つ含む。しかし、電流拡散層（１２０）は全体として３個以上のＩｎＡｌＧａＮ層を含むことが好ましい。より好ましくは、上記電流拡散層は高電子濃度のＩｎＡｌＧａＮ層と低電子濃度のＩｎＡｌＧａＮ層を各々２層以上含み、全体として４層以上のＩｎＡｌＧａＮ層を含む。より好ましくは、上記電流拡散層（１２０）は、上記高電子濃度ＩｎＡｌＧａＮ層と上記低電子濃度ＩｎＡｌＧａＮ層とが交互に複数回繰り返し積層され形成された超格子構造を有する。
【００２５】
図３は本発明の他実施形態による窒化物半導体発光素子の断面図である。この実施形態は、電流拡散層（１２０）と活性層（１４０）との間に他ｎ型半導体層、即ちｎ型クラッド層（１３０）がさらに含まれている。このｎ型クラッド層（１３０）の電子濃度は上記高電子濃度ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度と上記低電子濃度ＩｎＡｌＧａＮ層の電子濃度の間にある。とりわけ、ｎ型クラッド層（１３０）の電子濃度は、ｎ側コンタクト層（１０３）の電子濃度と同じかそれより低いことが好ましい。上記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮクラッド層の電子濃度は５×１０１７ないし１×１０１８cm‐３ 程であり得る。
【００２６】
図４は本発明の一実施形態による電流拡散層（１２０）を示す部分断面図で、図５は図４の電流拡散層（１２０）の電子濃度プロファイルの一例を概略的に示すグラフである。図４によると、アンドープＧａＮ層（１０２）とｎ側コンタクト層（１０３）上に電流拡散層（１２０）が形成されている。図４及び図５に示すように、この電流拡散層（１２０）はｎ側コンタクト層（１０３）の電子濃度より高い電子濃度を有する第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）とｎ側コンタクト層（１０３）の電子濃度より低い電子濃度を有する第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）とが交互に積層され形成される。とりわけ、図５に示すように、電流拡散層（１２０）は階段型の電子濃度プロファイルを示すことになり得る。したがって、第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０a）と第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）の界面近傍において電子濃度が急激に変化する。図５において基準濃度はｎ側コンタクト層（１０３）の電子濃度である。
【００２７】
上記ｎ側コンタクト層（１０３）の濃度は、１×１０１８ないし５×１０１８cm‐３であることが好ましく、さらに好ましくは、３×１０１８ないし５×１０１８cm‐３である。さらに、第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）の電子濃度は１×１０２０cm‐３以下であることが好ましく、上記第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）の電子濃度は１×１０１６cm‐３以上であることが好ましい。
【００２８】
ｎ側コンタクト層及び電流拡散層（１０３、１２０）が１×１０１８ cm‐３以上の電子濃度を有する場合、充分なキャリア移動度が得られる。ｎ側コンタクト層及び電流拡散層（１０３、１２０）の抵抗率をより低下させるためには、より高いドーピングを行って電子濃度を大変高めることも可能であるが、ドーピング濃度が高すぎると上記層（１０３、１２０）の結晶性が悪化しかねない。しかし、電流拡散層（１２０）においては、高い電子濃度（またはドーピング濃度）による結晶性の低下問題は、第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）及び第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）中少なくとも一方の厚さを臨界弾性厚さ以下になるよう形成することにより克服し得る。このように、第１及び第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ、１２０ｂ）中少なくとも一方の厚さを臨界弾性厚さ以下に形成すると、結晶欠陥の伝播を防止して良好な結晶品質の窒化物半導体層が得られる。好ましくは、第１及び第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ、１２０ｂ）両方とも臨界弾性厚さ以下の厚さを有するよう形成する。例えば、第１及び第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ、１２０ｂ）は１００Å以下、さらに好ましくは６０Å以下の厚さを有する。したがって、電子濃度の高い第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）は１０１９cm‐３を超過する電子濃度を有するよう形成され低い抵抗率を有することが可能である。
【００２９】
このように結晶欠陥の低い状態において、高電子濃度の第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）が低電子濃度の第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）と隣接すると、電流拡散層（１２０）を通過する電荷キャリア（電子）は第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）における大きい抵抗により周囲領域（とりわけ、側方向）へ拡散する。このように、電流拡散層（１２０）において電子が拡散すると、発光素子の動作電圧（Ｖｆ）が下がり、発光領域の増加により発光効率が向上され光出力が増加する。
【００３０】
さらに、高電子濃度の第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）間に挟まれた低電子濃度の第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）は相対的に高い誘電率を有するので、第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）／第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）／第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）の積層構造は一種のキャパシタとしての役目を行えるようになる。したがって、上記キャパシタ積層構造は急激なサージ（serge）電圧または静電気現象から発光素子を保護することが可能になり、発光素子のＥＳＤ耐性が改善される。
【００３１】
電流拡散層（１２０）は、図５に示すように階段型電子濃度プロファイルの他に、異なる形態の電子濃度プロファイルを有することも可能である。図６は図４の電流拡散層（１２０）の電子濃度プロファイルの他例を概略的に示すグラフである。図６によると、電流拡散層（１２０）の電子濃度プロファイルは、尖ったピーク（peak）形態のスパイク（spike）部を有する。こうした形態の電子濃度プロファイルはデルタドーピング（delta doping）により具現することが可能である。
【００３２】
図７は本発明の他実施形態による電流拡散層を示す部分断面図で、図８は図７の電流拡散層の電子濃度プロファイルの一例を概略的に示すグラフである。図７及び図８に示すように、この実施形態においては、電流拡散層（１２０'）の最下層は、図４の電流拡散層（１２０）と同様に高電子濃度の第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）である。しかし、電流拡散層（１２０´）の最上層は、図４の電流拡散層（１２０）と異なり低電子濃度の第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）である。このように、電流拡散層（１２０または１２０´）の最上層は第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ａ）または第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）中いずれになっても構わない。
【００３３】
図９は本発明のさらに他の実施形態による電流拡散層を示す部分断面図で、図１０は図９の電流拡散層の電子濃度プロファイルの一例を概略的に示すグラフである。図９及び図１０に示すように、この実施形態においては、電流拡散層（１２０''）の最下層は、図４及び図７の電流拡散層（１２０、１２０´）と異なり低電子濃度の第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）である。この場合、電流拡散層（１２０''）の最上層は、 図９及び図１０に示すように低電子濃度の第２ＩｎＡｌＧａＮ層（１２０ｂ）に成り得る。しかし、これと異なり、電流拡散層（１２０''）の最上層を高電子濃度の第１ＩｎＡｌＧａＮ層（１０２ａ）で形成することも可能である（図示せず）。
【００３４】
さらに、ｎ側領域（３０）に該するｎ側コンタクト層（１０３）と電流拡散層（１２０）には、Ｓｉドーパントと共にＩｎが添加されることが好ましい（図２参照）。このように添加されるＩｎはｎ側領域（３０）において一種の界面活性剤として作用し、Ｓｉドーパントの活性化エネルギーを下げる役目を果たす。したがって、実際電荷キャリア（この場合、電子）を生成するＳｉドーパントの比率が高くなり、ｎ側領域（３０）の結晶性がより良くなる。これにより発光素子の動作電圧をさらに下げることが可能になる。
【００３５】
さらに、ｐ側領域（４０）に該するｐ型クラッド層（１５０）とｐ側コンタクト層（１６０）には、Ｍｇドーパントと共にＩｎが添加されることが好ましい（図２参照）。このように添加されるＩｎはｐ側領域（４０）において一種の界面活性剤として作用し、Ｍｇの活性化エネルギーを下げる役目を果たす。これにより動作電圧をさらに下げることが可能になる。
【００３６】
本発明は上述した実施形態及び添付の図に限定されるものではなく、添付された請求範囲により限定されるもので、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野において通常の知識を有する者には自明である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来の窒化物半導体発光素子の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による窒化物半導体発光素子の断面図である。
【図３】本発明の他実施形態による窒化物半導体発光素子の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による電流拡散層を示す部分断面図である。
【図５】図４の電流拡散層の電子濃度プロファイルの一例を概略的に示すグラフである。
【図６】図４の電流拡散層の電子濃度プロファイルの他例を概略的に示すグラフである。
【図７】本発明の他実施形態による電流拡散層を示す部分断面図である。
【図８】図７の電流拡散層の電子濃度プロファイルの一例を概略的に示すグラフである。
【図９】本発明のさらに他の実施形態による電流拡散層を示す部分断面図である。
【図１０】図９の電流拡散層の電子濃度プロファイルの一例を概略的に示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１０１  基板
１０２  アンドープＧａＮ層
１０３  ｎ側コンタクト層 
１２０ 電流拡散層
１４０ 活性層 
１５０ ｐ型クラッド層
１６０ ｐ側コンタクト層 
３０ ｎ側領域
４０ ｐ側領域 
１００ 窒化物半導体発光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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